六、 8237的工作方式
8237的各个通道在进行DMA传送时，有四种工作方式 1．单字节传送方式
每次DMA操作仅传送一个字节的数据，完成一个字节的数据传送后，8237 将当前地址寄存器的内容加1(或减1)，并将当前字节数寄存器的内容减1，每 传送完这一个字节，DMAC就将总线控制权交回CPU。 2．数据块传送
在这种传送方式下，DMAC一旦获得总线控制权，便开始连续传送数据。每传送一个字节，自动修改当前地址及当前字节数寄存器的内容，直到将所有 规定的字节全部传送完，或收到外部EOP信号，DMAC才结束传送，将总线控 制权交给CPU，一次所传送数据块的最大长度可达64KB，数据块传送结束后 可自动初始化。
显然，在这种方式下，CPU可能会很长时间不能获得总线的控制权。这在 有些场合是不利的，例如，PC机就不能用这种方式，因为在块传送时，8088 不能占用总线，无法实现对DRAM的刷新操作。 3．请求传送
只要DREQ有效，DMA传送就一直进行，直到连续传送到字节计数器为0 或外部输入使EOP变低或DREQ变为无效时为止。 4．级联方式
利用这种方式可以把多个8237连接在一起，以便扩充系统的DMA通道数。 下一级的HRQ接到上一级的某一通道的DREQ上，而上一级的响应信号DACK 可接下一级的HLDA上，其连接如图6-5所示。
在级联方式下，当第二级8237的请求得到响应时，第一级8237仅应输出HRQ信号而不能输出地址及控制信号，因为，第二级的8237才是真正的主控制器，而第一级的8237仅应起到传递DREQ请求信号及DACK应答信号的作 用。
七、 8237的DMA传输类型
DMA所支持的DMA传送，可以在I/O 图6-5 8237级联方式工作框图 接口到存储器；存储器到I/O接口及内存的不
同区域之间进行，它们具有不同的特点，所需要的控制信号也不相同 1．I/O接口到存储器的传送。
当进行由I/O接口到存储器的数据传送时，来自I/O接口的数据利用DMAC送出的IOR控制信号，将数据输送到系统数据总线D0~D7上，同时，DMAC送出存储器单元地址及MEMW控制信号，将存在于D0~D7上的数据写入所选中的存储单元中。这样就完成了由I/O接口到存储器一个字节的传送。同时DMAC修改
内部地址及字节数寄存器的内容。
2． 存储器到I/O接口
与前一种情况类似，在进行这种传送时，DMAC送出存储器地址及MEMR 控制信号，将选中的存储单元的内容读出放在数据总线D0~D7上，接着，DMAC 送出IOW控制信号，将数据写到规定的(预选中)端口中去，而后MDAC自动修 改内部的地址及字节数寄存器的内容。 3． 存储器到存储器
8237具有存储器到存储器的传送功能，利用8237编程命令寄存器，可以 选择通道0和通道1两个通道实现由存储器到存储器的传送。在进行传送时．采 用数据块传送方式，由通道0送出内存源区域的地址和MEMR控制信号，将选中 内存单元的的数据读到8237的暂存寄存器中，通道0修改地址及字节数寄存器 的值；接着由通道1输出内存目的区域的地址及MEMW控制信号，将存放在暂存 寄存器中的数据，通过系统数据总线，写入到内存的目的区域中去，尔后通道 1修改地址和字节数寄存器的内容，通道1的字节计数器减到零或外部输入EOP 时可结束一次DMA传输过程。
八、 8237各个通道的优先级及传输速率
1．优先级
8237有两种优先级方案可供编程选择： (1)．固定优先级
规定各通道的优先级是固定的，即通道0的优先级最高，依次降低，通道 3的优先级最低。 (2)．循环优先级
规定刚被服务通道的优先级最低，依次循环。这就可以保证4个通道的优 先级是动态变化的，若3个通道已经被服务则剩下的通道一定是优先级最高的。 2．传送速率
在一般情况下，8237进行一次DMA传送需要4个时钟周期(不包括插入的 等待周期SW)。例如，PC机的时钟周期约210ns，则一次DMA传送需要
210ns?4+2l0ns＝1050ns。多加一个210 ns是考虑到人为插入一个SW的缘故。
另外，8237为了提高传送速率，可以在压缩定时状态下工作。在压缩定时 状态下，每个DMA总线周期仅用2个时钟周期就可以实现，从而可以大幅度 地提高数据的传送速率。
习题与思考：
1． 什么叫DMA传送方式?试说明DMA方式传送数据的主要步骤。
2．试比较DMA传输、查询式传输及中断方式传输之间的优缺点和适用场合? 3．DMA控制器芯片Intel8237有哪几种工作方式？各有什么特点？ 4．Intel8237支持哪几种DMA传输类型？
第二讲：
6. 1 DMA控制器Intel8237
回 顾：DMA的基本概念，DMA 控制器芯片8237的性能概述，内、外部
结构，工作周期，工作方式，通道的优先级及数据传输速率。
本讲重点：DMA 控制器芯片8237的内部寄存器，端口地址，编程与应用。
讲授内容：
九、 8237的内部寄存器组
8237有4个独立的DMA通道，有许多内部寄存器。前面表6-1已经给出 了这些寄存器的名称、长度和数量，我们来详细介绍各个寄存器的功能和作用。 1．基地址寄存器
用以存放16位地址，只可写入而不能读出。在编程时，它与当前地址寄存器被同时写入某一起始地址，可用作内存区域的首地址或末地址。在8237进行DMA数据传送的工作过程中，其内容不发生变化，只是在自动预置时，其内容可被重新写到当前地址寄存器中去。 2．基字节数寄存器
用以存放相应通道需要传送数据的字节数，只可写入而不能读出。在编程时它与当前字节数寄存器被同时写入要传送数据的字节数。在8237进行DMA数据传送的工作过程中，其内容保持不变，只是在自动预置时，其内容可以被重新写到当前字节数寄存器中去。 3．当前地址寄存器
存放DMA传送期间的地址值。每次传送后自动加l或减l。CPU可以对其进行读写操作。在选择自动预置时，每当字节计数值减为0或外部EOP有效后，就会自动将基地址寄存器的内容写入当前地址寄存器中，恢复其初始值。 4．当前字节数寄存器
存放当前的字节数。每传送一个字节，该寄存器的内容减1。当计数值减 为0或接收到来自外部的EOP信号时，会自动将基字节数寄存器的内容写入该寄 存器，恢复其初始计数值，即为自动预置。 5．地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器
这两个16位的寄存器和CPU不直接发生关系，我们也不必要对其进行读/ 写操作，因而对如何使用8237没有影响。 6．方式寄存器
每个通道有一个8位的方式寄存器，但是它们占用同一个端口地址，用来存放方式字，依靠方式控制字本身的特征位来区分写入不同的通道，用来规定通道的工作方式，各位的作用如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
00 通道0
00 请求传输方式 01 通道1 01 单字节传输方式 通道选择 10 通道2 10 块传输方式 方式选择 11 通道3 11 级联传输方式 00 校验传输
传输类型选择 01 写传输 10 读传输 11 无意义
自动预置功能选择，0—禁止；1—允许。 地址增/减1选择，0—增1；1—减1。
图6-6 8237的方式寄存器
自动预置就是当某一通道按要求将数据传送完后，又能自动预置初始地址和传送的字节数，而后重复进行前面已进行过的过程。
校验传送就是实际并不进行传送，只产生地址并响应EOP信号，不产生读写控制信号，用以校验8237的功能是否正常。 7．命令寄存器
8237的命令寄存器存放编程的命令字，命令字各位的功能如图6-7所示，
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 DACK低电平有效 0 禁止存储器到存储器传输
1 DACK高电平有效 1 允许存储器到存储器传输 0 DREQ高电平有效 0 禁止通道0地址保持
1 DREQ低电平有效 1 允许通道0地址保持。D0=0时无意义 0 不扩展写入 0 启动8237工作 1 扩展写入 1 停止8237的工作 0 固定优先权 0 正常时序 1 旋转优先权 1 压缩时序 图6-7 8237的命令寄存器
其中：
D0位用以规定是否允许采用存储器到存储器的传送方式。若允许这样做， 则利用通道0和通道1来实现。
D1位用以规定通道0的地址是否保持不变。如前所述，在存储器到存储器 传送中，源地址由通道0提供，读出数据到暂存寄存器，而后，由通道l送出 目的地址，将数据写入目的区域；若命令字中D1＝0，则在整个数据块传送中(块 长由通道1决定)保持内存源区域地址不变，因此，就会把同一个数据写入到整 个目的存储器区域中。
D2位是允许或禁止8237芯片工作的控制位。
D3位用于选择总线周期中写信号的定时。例如，PC机中动态存储器写是由 写信号的上升沿启动的。若在DMA周期中写信号来得太早，可能造成错误， 所以PC机选择D3＝0。命令字的其他位容易理解，不再说明。
D5位用于选择是否扩展写信号。在D3=0（正常时序）时，如果外设速度较 慢，有些外设是用8237A送出的IOW和MEMW信号的下降沿来产生的READY 信号的。为提高传送速度，能够使READY信号早些到来，须将IOW和MEMW 信号加宽，以使它们提前到来。因此，可以通过令D5=1使IOW和MEMW信号 扩展2个时钟周期提前到来。 8．请求寄存器
用于在软件控制下产生一个DMA请求，就如同外部DREQ请求一样。图6-8所示，为请求字的格式，D0D1的不同编码用来表示向不同通道发出DMA请求。在软件编程时，这些请求是不可屏蔽的，利用命令字即可实现使8237按照命令字的D0D1所指的通道，完成D2所规定的操作，这种软件请求只用于通道工作在数据块传送方式之下。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
00 通道0 无用 01 通道1 通道选择 10 通道2 11 通道3
0—复位请求位；1—置位请求位。
图6-8 8237请求寄存器
9．屏蔽寄存器
8237的屏蔽字有两种形式：
①单个通道屏蔽字。这种屏蔽字的格式如图6-9所示。利用这个屏蔽字，每次只能选择一个通道。其中D0D1的编码指示所选的通道，D2＝l表示禁止该通道接收DREQ请求，当D2＝0时允许DREQ请求。
②四通道屏蔽字。可以利用这个屏蔽字同时对8237的4个通道的屏蔽字进行操作，故又称为主屏蔽字。该屏蔽字的格式如图6-10所示。它与单通道屏蔽字占用不同的I/O接口地址，以此加以区分。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
00 通道0 无用 01 通道1 通道选择 10 通道2 11 通道3
0—清除屏蔽位；1—置屏蔽位。
图6-9 8237的单通道屏蔽寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0 清通道0屏蔽位
无用 1 置通道0屏蔽位 0 清通道1屏蔽位 1 置通道1屏蔽位 0 清通道2屏蔽位 1 置通道2屏蔽位 0 清通道3屏蔽位 1 置通道3屏蔽位
图6-10 8237四通道屏蔽寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0=1 通道0已终止计数 D1=1 通道1已终止计数 D2=1 通道2已终止计数 D3=1 通道3已终止计数
D7=1 通道3请求 D6=1 通道2请求 D5=1 通道1请求 D4=1 通道0请求 图6-11 8237的状态寄存器